【壓縮機網】石油和化工行業屬于國民經濟中高耗能的領域，其能耗約占工業能耗的18%，占全國總能耗的13%。2014年石油和化工行業總能耗約5.28億t標煤，同比增長5.2%，增速比上年減緩1%。全行業萬元收入耗標煤約375kg，同比下降0.1%。隨著行業的不斷進步，我國石油和化工行業的能效水平已得到提升，在節能技術創新方面取得許多新突破。

　　在曾經被外資產品占據大批江山的化工節能裝置設備領域，國產品牌已創下了自己的天地，本文列舉了一些行業中節能成效顯著的案例，特別是一些取得突破性技術進展的國產設備，如電機系統、鍋爐和蒸汽系統、輸送系統及余熱余壓利用等方面的節能新技術，以饗讀者。

　　高效節能壓縮機

　　由江蘇濱海中匯化工設備有限公司自主研發的XDM（西達姆）-210/0.45型氯氣、氫氣壓縮機，經過運行，各項技術參數完全達到設計要求，可以替代進口產品。該壓縮機工作效能相當于傳統壓縮機的2倍，且每年可節約電費30萬元以上。

　　該產品研發歷時3年，新型壓縮機將傳統的懸臂式結構改為雙支撐式設計，解決了傳統壓縮機運行不平穩、同軸度低、磨損故障率較高、維修不方便、耗能高等缺陷，且制造簡單、易于裝配調整。貴州遵義堿廠2年多的實際應用證明，與傳統YLJ-1250/0.3型產品相比，該產品具有節能效果顯著、安全可靠、使用壽命長等優點。此外，該產品還可按照用戶實際需求，無需更換底座即可進行無障礙安裝，改造費用低廉。

　　防污氣閥助壓縮機節能

　　在化肥、石油化工、礦山開采、發電等行業使用的壓縮機中，都要用到氣閥。目前，一般氣閥設計的前提是在清潔環境中工作，而當氣閥應用于含有大量粉塵、焦油或活性炭等污物的復雜氣體環境中時，氣體中的污物極易粘附在氣閥流道槽的表面，導致氣閥磨損加快，密封不嚴，跑氣、漏氣現象嚴重，氣閥使用壽命大大縮短，僅為理想工作壽命的1%，有的僅用1～2個月就必須更換。氣閥即使還沒損壞，也極易被污物堵塞，一旦堵塞必須停機拆下清洗。有的企業不得不十幾天就停機拆洗一次，而頻繁地停開機不僅損耗了原料氣，使企業的產量降低，還會大大增加電耗。

　　這種現象在以煤為原料的化肥企業中表現得尤為明顯。據企業反映，不算機器損耗等間接損失，一臺氣量為57m³/min的壓縮機一次停開機就將損失2000多元。

　　由溫州布萊恩壓縮機制造有限公司研發的、已獲得國家專利的防污菌狀氣閥，能在含有粉塵、焦油、活性炭等雜質的復雜氣體條件下正常工作。由于這種氣閥在閥體表面噴涂有防污層，所以空氣中的污物不易粘附到閥體上，氣閥的磨損大大減小，同時也解決了跑氣、漏氣的問題，使生產過程中的能耗降低3%～8%，并且在使用過程中易于維護。通過在閥座和閥蓋之間設置定位銷，使二者的連接更加穩定，不會因震動等原因發生移位導致密封不嚴、氣閥磨損的現象，氣閥使用壽命可提高5倍以上。

　　該氣閥目前已經在湖北宜化集團、武漢福源化工有限公司、福州耀隆化工集團公司氮肥廠、廣西柳州化工股份有限公司、青島堿業股份有限公司、山西晉豐煤化工有限公司、河南綠宇化電有限公司等幾十個企業得到了應用。企業普遍反映，使用該氣閥降低了能耗，節約了成本。湖北宜化集團的防污氣閥已經安裝了兩年多時間，目前仍然在壓縮機內正常使用。福州耀隆化工集團公司氮肥廠將其用在美國進口的壓縮機上，也收到了很好的效果。

　　合成氨廠壓縮機節能技術

　　山東濰坊順利節能潤滑技術有限公司自主開發的壓縮機節能技術，通過對壓縮機氣閥和活塞環節進行改造，使氮肥企業的壓縮機電耗占噸氨綜合電耗的比例降到60%，大型壓縮機的電耗比節省10%～15%，噸氨電耗在原基礎上下降50～100kWh。

　　據介紹，氣閥、活塞環是影響壓縮機可靠性連續運行的關鍵部件，氣閥漏氣浪費的電能占壓縮機總電耗的20%，活塞環摩擦功率消耗占壓縮機總電耗的5%左右。氣閥的設計質量決定氣閥是否節能。氮肥廠壓縮機節能改造時，s*先要選用一個主要壓縮機做為基本機型，此后再根據所壓縮的氣體性質、壓縮機轉速等指標，并在計算多工況基礎上，按優選參數設計氣閥。

　　壓縮機節能改造技術所選用的高效壓縮機氣閥是PEEK（聚醚醚酮）閥片和高效緩沖片的結合體，其阻力小而壽命長，氣閥能在一個較長的高效區工作半年以上，達到節能目的；節能活塞環通過合理設計間隙，可使活塞環和氣缸的磨損極小，密封效果極佳。以年產20萬t合成氨廠為例，用這種技術改造，年可節電1600kWh，半年即可收回技改投資。

　　MVR用離心蒸汽壓縮機節能明顯

　　由溧陽德維透平機械有限公司自主研發生產的離心蒸汽壓縮機，已在青島明月海藻集團重點節能項目機械蒸汽再壓縮（MVR）蒸發系統中連續穩定運行，與之前使用的傳統三效蒸發器相比，節能超過70%。

　　據介紹，該MVR蒸發器用于甘露糖醇濃縮，根據實際運行測算，每蒸發1t水耗電約35kWh，無蒸汽消耗；而項目改造前使用的三效濃縮蒸發系統，每蒸發1t水消耗蒸汽0.35t，耗電10kWh。以蒸汽價格260元/t、電價0.7元/kWh計算，利用MVR系統后每天可節約能源費用近1萬元，不到一年即可收回全部投資。

　　作為優秀的新興熱量循環回用技術，MVR的工作原理就是把工業蒸發過程中回收的二次蒸汽升溫后返回到熱交換器中重新利用，z*大限度利用二次蒸汽中的余熱。該技術比傳統單效蒸發減少約90%的能源消耗，比常用的三效蒸發節能70%以上，同時還實現了能源、物料的循環運行。

　　MVR蒸發系統的核心設備是離心蒸汽壓縮機，其作用是把回收的二次蒸汽溫度提升至設計要求的高度，并回送到熱交換器中。國內目前應用的MVR系統都選用國外進口的蒸汽壓縮機，主要有離心風機和羅茨風機。離心風機產品價格高，訂貨周期長，且售后服務很難做到及時周到。羅茨風機運行穩定性差，維護成本高。德維透平公司自2008年成立以來，一直致力于離心蒸汽壓縮機的研發和生產，歷時3年終于取得突破，所生產的離心蒸汽壓縮機性能好，穩定性強，除了在價格上有很強的競爭力，還極大縮短了產品供貨周期，售后服務有保證，推動了MVR技術在國內的推廣。

　　據了解，目前使用的蒸發器絕大多數都是高耗能的傳統單效或多效蒸發器，用MVR技術替代傳統蒸發蒸餾結晶技術有著廣闊的市場前景。

　　鍋爐用新型風機高效節電

　　鞍山風機集團有限責任公司擁有的大型鍋爐用新型高效節能風機技術節約電能效果顯著，可廣泛用于冶金、建材、化工等行業，需求十分可觀。該技術被列入遼寧省科技計劃項目和鞍山市科技計劃項目，已取得實用新型專利4項。

　　我國目前循環流化床鍋爐用風機，效率普遍較低，尤其是噪聲指標較大，該項目的實施將在很大程度上改善電廠的工作環境。以每臺風機軸功率800kW，每天運行10h計算，效率提高3%，每臺風機每天可節電240kWh，每年按運行300天計算，可節電7.2萬kWh。

　　該技術原理是通過計算機輔助設計，采用新型風機氣動力通道形狀和結構參數，實現風機的低噪音、高效、節能；改變傳統設計方法，采用微機輔助設計，葉片進口角、葉輪進口加速系數、葉輪進出口寬度比和葉片數等；采用微機預測性能指標和結構參數，減少實驗次數、實驗費用和實驗時間。

　　大型鍋爐用新型高效節能風機關鍵技術與裝備包括：計算機輔助設計技術。按優化結果進行樣機試制和性能試驗，考核預估結果，進行修改設計。FLUENT軟件為基礎的風機流場分析的性能預估的實用軟件技術；風機整機相互耦合影響技術；風機通道形狀和結構技術等。大型風機生產裝備包括數控切割、進口旋壓設備，大型龍門銑刨、雙柱立車、主軸加工中心，風機檢測中心等。

　　該技術目前已在新疆慶華煤化55億m³/年煤制天然氣項目一期工程、云南先鋒化工有限公司先鋒褐煤潔凈化利用試驗示范工程、陜西達華電力工程設計咨詢有限公司印尼項目、河南洛陽龍羽集團宜電一期、山西大同華岳熱電廠等實施。

　　節能的高溫熔鹽泵

　　泵作為通用動力設備，是目前耗能大的設備，提高泵效對節能意義重大。江蘇金麟化工機械有限公司與江蘇大學聯合研發的新型節能產品--系列高溫熔鹽泵，可有效降低能耗，替代進口產品。該系列產品流量范圍為6～1000m³/h，揚程10～100m。泵設計采用了先進的CFD技術，同時在結構上也進行了創新設計，攻克了熔鹽泵效率偏低、上軸承壽命短、不均勻熱變形導致滑動軸承抱死等關鍵技術，使泵的z*高效率達到76%，軸承壽命超過2萬h，與國際先進水平相當。其中，高揚程參數泵采用二級葉輪結構，降低泵單級葉輪揚程，減小了泵的徑向尺寸，同時也有助于泵效的提高；泵殼采用空間導葉結構，其全對稱性完全消除了葉輪的徑向力，降低了泵體的振動等級；完全消除了熔鹽經出液管流出而產生的熱膨脹不均勻性；軸下端采用滑動軸承結構，配以優質耐磨合金材質的軸套，保證了葉輪運轉的平穩性和泵運行周期；創新性地提出了利用葉輪旋轉驅動空氣對流對高溫熔鹽泵軸承進行強化冷卻方法，解決了泵軸承冷卻問題，大大延長了軸承的使用壽命。

　　高溫熔鹽泵作為一種立式液下離心泵，用于高溫硝酸鹽、亞硝酸鹽的輸送，并廣泛用于三聚氰胺、離子膜燒堿、尿素等化工制備流程中。泵效率與原來產品相比提高了3%～8%，其中600RYC型高溫熔鹽泵z*高效率超過76%，處于國內領先水平。以年產100臺泵，每臺平均功率160kW，年運轉300天計算，年節電量可達到5.76×106kWh。

　　高效節能的循環冷卻水輸送離心泵

　　以前，國內化工廠基本都采用普通循環冷卻水輸送離心泵，由于這種離心泵效率較低，電無用功損失特別嚴重。上海氯堿化工股份有限公司PVC廠于2011年下半年成功對循環冷卻水輸送離心泵進行了節能改造，實際節電效果達到38%以上。

　　在化工生產中，必須進行傳熱傳質的熱交換過程，因此，基本所有的化工裝置都需要使用循環冷卻水，以轉移出生產過程中的熱量并對其進行冷卻。循環冷卻水輸送一般采用大功率大流量的離心泵，因為循環冷卻水輸送基本是一個連續不間斷的過程，離心泵消耗電能特別巨大。以往，國內化工廠采用的普通循環冷卻水輸送離心泵，效率較低，電無用功損失嚴重。直到z*近一兩年，隨著高效節能離心泵的出現，才解決了這一問題。

　　上海氯堿化工股份有限公司PVC廠循環冷卻水輸送共有6臺離心泵，以前曾經實施過變頻節能改造，但節電效果都不理想。

　　為此，該廠成功對循環冷卻水輸送離心泵進行節能改造。此改造s*先采用了高效流體輸送技術檢測計算設備，對循環冷卻水系統情況進行了系統檢測和分析，分析了循環冷卻水輸送的流體力學特征，并結合專用計算軟件進行z*優化計算，然后根據z*優化計算的結果，選擇合適的高效節能循環冷卻水輸送離心泵，替代以前使用的低效率運行的普通循環冷卻水輸送離心泵，改造取得了一次性成功。PVC廠改用高效節能離心泵后，每年節電費用上百萬元，經濟效果特別明顯，值得國內廠家借鑒推廣。

　　國產液力透平泵打造過程節能利器

　　沈陽鼓風機集團為湖北金潤能源有限公司研制的多級液力透平泵機組經多次試車，選出z*優參數結構裝配成功，已于2014年10月底抵達現場。這標志著繼LNG（液化天然氣）液力透平后，我國在熱高分油液力透平核心技術上也獲得突破。

　　沈鼓集團為湖北金潤能源成功研制的多級液力透平泵經專家測定，其振動值、噪音值、溫度、壓力等多項設計指標均達到國外同類產品水平，每h可回收205.1kW壓力能量。按年運行8400h計算，一年可節電172萬kWh。

　　能量回收透平是利用生產裝置中穩定的液力能（主要是壓力能），通過液力透平葉輪驅動發電機，將液態流體所具有的能量經過透平噴管時轉化為動能，從而驅動透平軸旋轉，達到回收能量降低電耗的目的，這項過程節能技術節能降耗顯著，經濟效益明顯。

　　隨著國家對節能減排的要求越來越高和能源費用上漲，有效利用液力能已成為煉化企業對能量回收利用的重要環節，液力透平泵也正在成為新建化工和石化裝置不可缺少的重要配套裝置。比如已獲應用的大型合成氨裝置CO2脫出系統中的貧液泵、加氫裂化裝置的進料油泵等，都是以液力透平作為輔助驅動。

　　但受國外技術封鎖，我國對液力透平整個工藝流程的核心技術一直未能突破，國內大多煉化企業只能采用進口的Flowserve、荏原、Sulzer等公司產品，價格高且加工時間長、維修難，給國內應用企業帶來很多困擾。而1套國產千萬t級加氫裝置液力透平機組價格為1000萬元，只是進口產品價格的1/2左右。

　　沈鼓集團在前期充分調研、理論分析等技術儲備的基礎上，攻克了液力透平泵體耐高溫、高壓，耐沖刷、氣蝕、氣液混輸以及軸向平衡力等諸多技術難題，成功地將氣體透平膨脹機的導葉結構形式應用于液力透平當中，極大的提升了透平的s*級效率。

　　此外，沈鼓技術人員還通過強大的商業CFD數值計算分析平臺，全方位模擬演示了液力透平內流場的流動情況，掌握了內部通流流道中存在的主要問題，成功完成了液力透平泵的模型設計、模型選擇、特性測試、流場數據模擬、測量、分析比較、完善和優化創新，使液力透平泵整機效率提升7.0個百分點，揚程提高524.7米。

　　液力透平可以對工藝流程中產生的高壓液體進行再利用，是一種能量回收裝置，主要應用于石油化工加氫裂化裝置、天然氣液化裝置、大型合成氨裝置以及海水淡化裝置等，是具有長遠經濟效益的節能裝置。

　　立式多級離心泵能效趕超國際

　　青島三利集團研發的新產品--三利立式多級離心泵，于2014年11月通過山東省機械設計研究院組織的檢測。報告顯示，該離心泵能效超出國內同類泵的15%，超出同行業z*高水平泵產品的3%。該產品于2015年初投放市場。

　　當前日本荏原、丹麥格蘭富、美國ITT、德國威樂泵業等國際知名水泵企業在國內高端水泵產品市場幾乎處于壟斷地位，中國1000多家泵業企業絕大多數徘徊在低端市場，水泵能效與國際通用水平差距為15%～20%。

　　青島三利集團是我國無負壓供水技術獨創者。據介紹，為了打破外國企業對高端水泵市場的壟斷，三利立式多級離心泵從立項到研發成功耗資1.2億元，前后歷時7年。為了核心零件--葉輪的扭曲度問題，他們從圖紙到開模，從流體力學到電焊技術，多環節攻關，其中僅磨具一項就耗資5000多萬元。

　　泵被譽為工業心臟，在能源、石化、航空、鋼鐵等重要行業中有大量應用。據預測，到2015年我國泵業市場規模將達到1580億元左右。未來一段時間，高效率的注水泵、抽油泵、輸油泵和螺桿泵等需求將會大增，不同類型工業泵需求量在14萬～15萬臺。哈爾濱工業大學表示，泵業用電占據工業用電總量的20%，水泵能效每提高一個百分點，對我國節能減排都意義重大。